Аплизия (лат. Aplysia californica) – это заднежаберный моллюск, называемый также морским зайцем. Как можно догадаться, это создание вряд ли вдохновит кого-то слагать сонеты о красоте природы. Неуклюжая и склизкая, аплизия скорее заставит вас скривиться одним своим видом. Но именно благодаря ей ученым удалось понять, как работает человеческая память.

Моллюск Aplysia californica.

Источник: Национальный научно-исследовательский институт генома человека (США)

Нервная система аплизии относительно проста: она включает около 20 тыс. нейронов (человеческий мозг состоит из 86 млрд нейронов, а мышиный – из 75 млн). Нервная система аплизии – своего рода масштабированная модель человеческой нервной системы. Кроме того, аплизия настолько велика для моллюска (длина взрослой особи составляет около 20 см, а масса – почти 1 кг)5, что ее нейроны просто огромны – одни из крупнейших в царстве животных. Их диаметр может достигать 1 мм, что соразмерно с толщиной монеты в 10 центов (диаметр же наших нейронов можно сравнить разве что с расщепленным волосом). Наконец, аплизия имеет способность к запоминанию, поэтому представляет собой упрощенную, легкую в изучении модель, с помощью которой можно наблюдать за формированием воспоминаний в режиме реального времени.

Чтобы понять, как проводились исследования с участием морского зайца, изучим анатомию этого моллюска (я знаю, что вы открыли книгу вовсе не за этим, но потерпите совсем немного). Жабры (дыхательные органы) аплизии расположены вдоль задней части ее тела. Они скрыты под складкой, называемой мантией, от которой тянется трубчатый орган – сифон. Сифон нужен, чтобы аплизия могла избавляться от отходов своей жизнедеятельности.

Если прикоснуться к сифону аплизии, она втянет его вместе с жабрами, совсем как мы отдернули бы руку от горячего предмета. Отличие лишь в том, что человек отшатывается от источника тепла быстро и всем телом, а аплизия втягивает только жабры и делает это неторопливо, как и положено морским слизням.

Чем чаще прикасаешься к ее сифону, тем слабее отклик. Аплизия постепенно осознает: ей не причинят вреда. Точнее, она запоминает, что прикосновения безопасны, и относится к ним спокойнее.

Однако, если сопроводить прикосновение к сифону легким ударом тока, реакция будет совершенно другой. Запомнив болезненное прикосновение к сифону, с каждым разом аплизия будет втягивать жабры все сильнее, даже если исключить из опыта электрический ток. Когда ударом тока сопровождается несколько прикосновений подряд, животное не забывает об этом днями, а то и неделями. В течение этого времени аплизия поспешно втягивает жабры после любых прикосновений, даже безболезненных.

Нейробиологи подробно изучили, каким образом нейроны аплизии образуют воспоминания подобного рода. Когда моллюск впервые получает удар током во время прикосновения, в его нервной системе укрепляется связь между чувствительными нейронами, распознающими прикосновение, и Двигательными нейронами, от которых зависит, с какой скоростью слизень втягивает жабры. При последующих прикосновениях чувствительные нейроны выделяют больше молекул-нейромедиаторов, из-за чего двигательные нейроны активируются сильнее.

Чтобы боль от прикосновений не забылась даже через несколько недель, организм увеличивает количество задействованных нейронов. К чувствительным нейронам, которые и без того выделяют больше нейромедиаторов, подключаются новые. В результате количество синаптических связей между чувствительными и двигательными нейронами растет. Чем больше таких синаптических связей, тем крепче связь между чувственным восприятием и моторикой и тем выше вероятность, что организм в ответ на прикосновение начнет двигаться (быстрее и эффективнее прежнего). Синаптические изменения, ускоряющие взаимодействие между нейронами, известны как долговременная потенциация (от лат.